Jauns princips elektrokatalīzē, kas var pacelt tīrās enerģijas ierīces nākamajā līmenī

Nesen ievēlētais Latvijas Universitātes Medicīnas un dzīvības zinātņu fakultātes asociētais tenūrprofesors Vladislavs Ivanistsevs kopā ar sadarbības partneriem no citām Eiropas universitātēm ir publicējis nozīmīgu rakstu žurnālā Chemical Society Reviews. Šajā rakstā ir izklāstīts līdz šim vispilnīgākais elektrokatalīzes teorētiskais ietvars un tas sniedz norādes nākamās paaudzes degšūnām, elektrolīzeriem un citām tīrās enerģijas tehnoloģijām.

Apskatraksta pamatā ir detalizēts skaidrojums par mērogošanas attiecībām — fundamentāliem ķīmijas likumiem, kas sasaista reakcijas soļu enerģētiku un nosaka jebkura katalizatora veiktspējas robežas.

Elektrokatalīzi bieži attēlo kā vulkānu, jo šāda analoģija palīdz izskaidrot, kāpēc viens katalizators darbojas labāk nekā cits. Mērogošanas attiecības nosaka ceļus, pa kuriem var kāpt augšup pa šā vulkāna virsmu, un katrs solis pa to atbilst kādam iespējamam katalizatoram. Virsotne attēlo ideālo katalizatoru, ko cenšas sasniegt visi pētnieki. Jo augstāk ir uzkāpts, jo aktīvāks ir tur esošais katalizators. Tomēr vēl nesen bija zināms tikai viens ceļš uz virsotni. Šis apskatraksts parāda, ka šādu ceļu ir daudz vairāk, un daži no tiem var aizvest līdz pat pašai virsotnei.

Pēc Dr. Vladislava Ivanistseva teiktā, ar šīm zināšanām ir iespējams sasniegt pat ideālo katalizatoru: “Mēs parādām, ka mērogošanas attiecības var apzināti ietekmēt, mainot katalītiskās vietas ģeometriju.”

Autoru demonstrētā galvenā atziņa ir jauns princips  “ne pārāk tuvu, ne pārāk tālu”, kas attiecas uz atomu savstarpējo attālumu reakcijas norises vietā. Tas papildina klasisko Sabatjē principu “ne pārāk stipri, ne pārāk vāji”, kas attiecas uz starpproduktu piesaistes stiprumu. Kopā šie principi paver vairākus iespējamos ceļus uz "virsotni", lielākā daļa no kuriem vēl nav izpētīti.

Lasiet rakstu žurnālā Chemical Society Reviews: https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2025/cs/d5cs00597c